Question

【題目】氮化鍶(Sr3N2)在工業上有廣泛的應用，某學習興趣小組擬設計以下兩套實驗方案制備氮化鍶。已知：鍶與氮氣在加熱條件下反應產生氮化鍶，氮化鍶遇水劇烈反應產生氫氧化鍶和氨氣。方案Ⅰ：根據下列裝置制備氮化鍶。

回答下列問題:

(1)Sr在元素周期表中的位置是____________________

(2)寫出A裝置中飽和氯化銨溶液和NaNO2溶液反應的化學方程式__________________________

(3)按氣流方向，寫出裝置的連接順序為___________(裝置可重復使用，填字母表示)。

(4)實驗時先點燃_____處酒精燈(填“A”或“B”)，一段時間后，點燃另一只酒精燈。

方案Ⅱ：某氮氣樣品可能含有少量的CO、CO2、O2等氣體雜質，某同學設計如下裝置制備氮化鍶(各裝置盛裝足量試劑)。已知:醋酸二氨合亞銅CH3COO[Cu(NH3)2]溶液能定量吸收CO，但易被O2氧化，失去吸收CO能力；連苯三酚堿性溶液能定量吸收O2。

(5)試管Ⅲ盛裝的試劑是_____________________(寫試劑的名稱)。

(6)測定產品純度：取Xg產品,向其中加入適量的水。將產生的氣體全部通入到濃硫酸中，濃硫酸增重mg，則產品純度為______(用代數式表示)。

(7)有同學認為上述方法使測得產品純度偏高，其原因是___________。

Answer 1

【答案】第五周期 ⅡA NH4Cl+NaNO2=N2+NaCl+2H2O ACBC A 醋酸二氨合亞銅 146m/(17X)×100% 氨氣中混有水蒸氣

【解析】

(1)鍶與金屬鈣位于同一主族，通過分析鈣在周期表的位置，推理出鍶在周期表中位置；

(2)飽和氯化銨溶液和NaNO2溶液發生歸中反應生成氮氣，據此寫出化學方程式；

(3)由于氮化鍶遇水劇烈反應生成氫氧化鍶和氨氣，所以需要對氨氣進行干燥，同時還需要防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入硬質玻璃管中，據此進行裝置的連接；

(4) 體系內有空氣，氧氣會和鍶反應；實驗前先排除裝置內氧氣；

(5)根據實驗目的可知，氮氣樣品先通過試管I氫氧化鈉溶液，除去二氧化碳氣體，試管II中加入連苯三酚堿性溶液，能定量吸收O2，試管Ⅲ盛裝的試劑是醋酸二氨合亞銅溶液，能定量吸收CO，據此進行分析；

(6) 濃硫酸增重mg為吸收的氨氣的質量，根據氮原子守恒，可知氮化鍶(Sr3N2)的量和質量，進而計算出產品的純度；

(7)實驗過程造成硫酸質量增加的，都會引起m偏大，使測得產品純度偏高；據此進行分析。

(1)金屬鈣的核電荷數為20，在周期表中4周期IIA族，Sr元素與鈣元素屬于同一主族，且鍶位于鈣的下一周期，所以Sr在元素周期表中的位置是第五周期 、ⅡA族；

綜上所述，本題答案是：第五周期 ⅡA。

(2)根據題目信息可知，飽和氯化銨溶液和NaNO2溶液發生歸中反應生成氮氣，A裝置中的化學方程式：NH4Cl+NaNO2=N2+NaCl+2H2O；

綜上所述，本題答案是：NH4Cl+NaNO2=N2+NaCl+2H2O。

(3)由于氮化鍶遇水劇烈反應生成氫氧化鍶和氨氣，所以需要對氨氣進行干燥，同時還需要防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入硬質玻璃管中，故裝置的接口順序為：ACBC；

綜上所述，本題答案是：ACBC。

(4)體系內有空氣，氧氣會和鍶反應；因此實驗時先點燃A處酒精燈，反應產生的氣體排凈裝置內的空氣，防止鍶與氧氣反應；

綜上所述，本題答案是：A。

(5)根據實驗目的可知，氮氣樣品先通過試管I中的氫氧化鈉溶液，除去二氧化碳氣體，通過試管II中的連苯三酚堿性溶液，能定量吸收O2，通過試管Ⅲ中的醋酸二氨合亞銅溶液，能定量吸收CO；

綜上所述，本題答案是：醋酸二氨合亞銅；

(6) 濃硫酸增重mg為吸收的氨氣的質量，根據氮原子守恒，可知氮化鍶(Sr3N2)的量為1/2×m/17mol，其質量為292×1/2×m/17g，則產品純度為[292×1/2×m/17]/ X×100%=146m/(17X)×100% ；

綜上所述，本題答案是：146m/(17X)×100% 。

(7)如果氨氣中混有水蒸氣，造成濃硫酸質量增加的較多，造成m偏大，使測得產品純度偏高；

綜上所述，本題答案是：氨氣中混有水蒸氣；